Mecanismo de movimiento paralelo

El mecanismo de movimiento paralelo  es un mecanismo inventado por el ingeniero escocés James Watt en 1784 para su máquina de vapor de doble efecto .

En ese momento, las máquinas de vapor aún no estaban lo suficientemente avanzadas, sin embargo, las máquinas de vapor Newcomen ya se usaban en las minas para bombear agua (Fig. 3). En esta configuración, la potencia se genera durante la carrera del pistón solo en una dirección (hacia abajo) y se transmite desde el motor al balancín DF a través de una cadena. La carrera inversa del pistón (hacia arriba) está inactiva, la cadena levanta el pistón debido al peso de la bomba en el otro lado del balancín (desde el lado de la viga EF). En la nueva máquina de vapor de Watt, que se convirtió en una máquina de doble efecto, la potencia se generaba tanto en la carrera descendente como en la ascendente. La cadena no podía transferir la fuerza del motor al balancín durante la carrera ascendente del pistón, por lo que Watt creó un mecanismo especial de doble acción (Fig. 1) y lo llamó "mecanismo de movimiento paralelo", ya que tanto la bomba como el pistón se mueven verticalmente y paralelos entre sí.

En una carta a su hijo en 1808, Watt escribió:

Estoy más orgulloso del mecanismo de movimiento paralelo que de cualquier otro invento que haya hecho
[1]

En el dibujo esquemático (fig. 1), el punto A  es el casquillo del balancín KAC , correspondiente al punto E de la fig. 2 (no confundir con el punto E de la Fig. 1). Alrededor del punto A, el balancín CAS oscila hacia arriba y hacia abajo. La letra H denota un pistón que se ve obligado a moverse verticalmente y no puede moverse horizontalmente. El corazón del diseño es un mecanismo de cuatro eslabones , que consta de eslabones AB , BE y EG , en el que el eslabón fijo (base) es AG , y ambos puntos A y G son uniones articuladas planas del mecanismo de movimiento paralelo descrito al carcasa del motor Cuando el yugo gira, el punto F (se muestra específicamente para esta explicación, pero de hecho no es visible en la máquina) describe con su movimiento una figura ocho [2] fuertemente alargada en el aire. Si el balancín se gira en un ángulo pequeño, entonces el movimiento del punto F es muy cercano al rectilíneo. El "ocho" descrito es simétrico si los enlaces AB y EG tienen la misma longitud, y está más cerca de una línea recta, cuanto más cerca estén las dos relaciones entre sí: la relación entre la longitud del enlace BF y la longitud FE , y la razón de la longitud AB a la longitud EG . Si la longitud de carrera del pistón (que es simultáneamente la carrera máxima del punto F ) es igual a S , entonces la sección recta es mayor, cuanto más cerca está BE de , y AB  está más cerca (ver [3] ). En principio, es posible acoplar el vástago del pistón directamente al punto F , pero esto hará que la forma de la máquina sea bastante incómoda, y el punto G estará muy lejos del balancín del CAS . Para evitar esto, Watt agregó un mecanismo de paralelogramo al diseño , formando un pantógrafo . Esto asegura que el punto F siempre se encuentra en una línea recta entre los puntos A y D y, por lo tanto, el movimiento del punto D es una "versión reforzada" del movimiento del punto F. Por esta razón, el vástago DH del pistón H está conectado al punto D.

Como ya se señaló, el movimiento del punto F no es estrictamente rectilíneo, sino muy cercano a él. Sin embargo, el mecanismo descrito de movimiento paralelo da una desviación de la rectitud de aproximadamente 1/4000 partes. Más tarde, en el siglo XIX, se crearon mecanismos que crean un movimiento estrictamente rectilíneo, los primeros de los cuales fueron el mecanismo de Lipkin-Posselier y el mecanismo de Sarrus .

Notas

  1. ↑ Franz Reuleaux. La Cinemática de la Maquinaria  . — 1876. .
  2. ↑ Para una explicación más detallada e ilustrada del movimiento del punto F , vea el artículo sobre el paralelogramo de Watt
  3. ↑ Neil Sclater y Nicholas P. Chironis, Libro de consulta sobre dispositivos mecánicos y mecanismos, tercera edición (2001), página 136.

Literatura

Enlaces